（文章來源：TDK）

自旋電子學(xué)型MR器件是由強(qiáng)磁性體薄膜將非磁性體薄膜夾在中間的夾心結(jié)構(gòu)。一側(cè)的強(qiáng)磁性體膜是通過釘扎固定磁化方向的釘扎層(固定層)，而另一側(cè)則為自由層，其強(qiáng)磁性體膜磁化方向追隨外部磁場(chǎng)方向進(jìn)行變化。由于器件電阻與釘扎層和自由層的磁化方向相對(duì)角成正比進(jìn)行變化，因此可通過電流大小得知磁場(chǎng)強(qiáng)度。

MR磁性傳感器與磁通門傳感器或MI(磁阻抗)傳感器不同，由于只需供應(yīng)DC電源便可獲得信號(hào)，因此不需要復(fù)雜的振蕩電流。

雖然MR器件擁有優(yōu)異的溫度特性，但其電阻值還是會(huì)隨著溫度變化而產(chǎn)生細(xì)微變動(dòng)。為了將這一溫度漂移控制在最小范圍，在MR磁性傳感器中，基板上形成有多個(gè)器件，并通過沖橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行差動(dòng)溫度補(bǔ)償。以4個(gè)器件為組合的典型的惠斯登電橋電路如圖所示。箭頭表示釘扎層的磁化方向。

TDK的MR磁性傳感器單元組合了電橋結(jié)構(gòu)的多個(gè)MR器件，并且內(nèi)置有低噪音電路。TDK開發(fā)了將該傳感器單元以格子狀進(jìn)行排列的傳感器陣列，并與東京醫(yī)科齒科大學(xué)大學(xué)院進(jìn)行共同研究，通過MR磁性傳感器成功實(shí)現(xiàn)了世界首例(2016年)心磁場(chǎng)的測(cè)量與可視化(影像)。

同時(shí)，TDK通過實(shí)現(xiàn)最大64ch的多信道化，成功獲得了更為清晰的圖像。圖所示為TDK的MR磁性傳感器單元以及64ch(信道)傳感器陣列。

使用TDK的64ch MR磁性傳感器進(jìn)行心臟磁場(chǎng)分布測(cè)量及可視化的示例如圖所示。重疊胸部X光片后，藍(lán)色波形映射了心電圖(ECG)、綠色波形映射了心磁圖(MCG)，而照片則映射了心臟的磁場(chǎng)分布。黑色點(diǎn)為傳感器信道，心磁圖波形為通過以黃色點(diǎn)(①②)表示的傳感器信道得到的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)間波形。之所以波形峰值之間方向相反是因?yàn)榇帕€方向不同。

照片中與天氣圖等壓線類似的白色閉合曲線所示為，與心電圖R波相對(duì)應(yīng)，且與測(cè)量時(shí)心臟周圍相同磁場(chǎng)強(qiáng)度相結(jié)合的等磁線。紅色以及藍(lán)色部分表示磁力線方向不同。紅色部分表示磁力線的流出方向，藍(lán)色部分則表示磁力線的流入方向。心電圖R波所示為心室收縮過程，通過磁場(chǎng)分布與磁力線朝向以及右手螺旋定則，此時(shí)的心臟活動(dòng)電流可推定為沿綠色箭頭方向流動(dòng)。
（責(zé)任編輯：fqj）